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大學物理學史物理實驗論文范文

2023-09-29

大學物理學史物理實驗論文范文第1篇

摘 要 通過對大學物理實驗課程開放實驗教學目標的分析,指出目前開放實驗儀器采購方面存在的誤區,提出以平臺化實驗儀器為主進行開放實驗項目設置和儀器采購。

關鍵詞 大學物理;開放實驗;儀器選擇

1 引言

近年來,高校在社會經濟發展中的作用越來越受到重視,中央和地方各級政府對高等教育的投入大幅增加,高校對實驗實踐類課程的投入也隨之增加。同時,隨著技術的進步和對外交流的增多,大學物理實驗課程可供選擇的實驗項目和實驗儀器越來越多,物理實驗教學儀器也得到快速更新。

隨著對學生素質教育的重視程度不斷加大,開放實驗已成為大學物理實驗課程發展的重點方向。高校的大學物理實驗課程一般都開設了開放實驗,以提高學生實驗能力與素質,拓寬學生視野。但目前大學物理實驗課程的開放實驗項目在設置和儀器購置方面,很多高校出現偏向高端儀器、高集成度儀器的現象,這對大學物理實驗課程的發展是不利的。部分院校在增加開放實驗項目時偏向于選擇與近現代物理知識相關的項目,這類實驗項目涉及較深的物理知識,實驗過程和實驗結果不直觀,對于普通本科生而言較難。而且這類項目的實驗儀器集成化程度高,儀器易損壞而難維修,實驗儀器的維護也存在一定困難。這樣就出現了學校在開放實驗中投入大量的資金和精力,而最終開設的開放實驗項目卻并不受學生歡迎的現象。

地方普通理工科院校多數沒有物理類專業,物理實驗室經費投入有限,在這種情況下要想開展好開放物理實驗教學,根據自身特點來選擇合適的實驗項目和開放實驗儀器是很重要的[1]。

2 大學物理實驗課程項目設置與儀器選擇的出發點

大學物理實驗課程面向的對象主要是普通理工科學生?,F在我國高等教育已經由精英化階段進入大眾化階段,普通理工科學生的物理理論知識水平普遍不高。大多數學生對涉及較新、較深物理理論知識的實驗理解起來有一定困難,操作時容易出現知其然而不知其所以然的情況。若實驗儀器集成化程度高或者理論知識要求較高,學生在實驗時便只會根據課本和教師要求一步步進行機械的操作,最后得出一個結果就算完成了實驗。學生在實驗時不能理解實驗現象,實驗結束后不會分析實驗結果,導致實驗教學效果并不好,也使得學生對實驗課的興趣降低。

出現這種情況的原因是在設置開放實驗項目、購置開放實驗儀器時,部分教師認為開放實驗應該重在學生能力的培養而非實驗基本技能的訓練,因此購置的儀器偏高端化、偏集成化,力圖向學生展示最新的物理研究成果。然而,開放實驗是大學物理實驗課程的一部分,根據《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》,大學物理實驗課程的具體任務是“培養學生的基本科學實驗技能,提高學生的科學實驗基本素質,使學生初步掌握實驗科學的思想和方法,提高學生的科學素養”。對課程教學目標過于拔高,不利于普通本科專業學生的基本實驗技能和素質的培養。因此,開放實驗應該是基本技能訓練與能力培養并重,不應該輕視學生基本實驗技能的鍛煉[2]。開放實驗項目的設置和儀器的購置也要結合物理實驗課程實際進行選擇,而不是盲目攀比,購置各種高端實驗設備。

3 物理實驗課程項目設置與儀器選擇

隨著各高校對實驗室建設投入的不斷增加,普通理工科院校大學物理實驗室開放實驗的儀器設備也在不斷增加。但新增加的部分儀器與較深、較新的物理知識相關,如核磁共振實驗、高溫超導實驗等,對物理理論知識要求較高,而且需要學生投入較多的時間和精力,則在普通理工科院校中不宜開展。這類實驗適合于有物理類專業的院校面對專業學生開設,對普通學生而言,儀器集成化程度較高,反映的物理現象不直觀,理解起來比較困難。同時購買這類實驗儀器,花費大、實際收效小、儀器易損壞而難維修。對于普通地方高校來說,針對物理實驗教學,學生不是需要更多地理解高深復雜難解的理論加簡單的操作,而是應該著眼于基本實驗技能和能力的培養提高及對實驗課程興趣的激發。

相比較而言,以通用實驗平臺類儀器加上各種配件組成的平臺化儀器更加適合開放實驗。除了直接采購平臺化實驗儀器如光學實驗平臺,還可以通過對已有某些實驗儀器進行改造,自行配置一些配件,組成一套平臺化實驗儀器。這類平臺化實驗儀器在大學物理開放實驗中有著諸多優點。

首先,平臺化的實驗儀器利于實驗項目的設置。同一個實驗平臺可以開設多個實驗項目,如采購一套WSZ光學平臺后,可根據不同的配件組合,開設出各種干涉、衍射、偏振、幾何光學等數十種光學類實驗,大大增加實驗室可開設的實驗項目數量。教師可以針對不同專業的學生,利用同一實驗平臺開設不同的實驗項目,更容易激發學生的學習熱情。

其次,平臺化的實驗儀器利于提高學生實驗素質,培養學生自己動腦設計實驗、動手組裝實驗儀器的能力,激發學生對物理實驗課程的興趣。如MSU-1磁懸浮實驗儀配備了各種金屬和非金屬圓環、小燈泡等,可以讓學生自己根據興趣進行研究,而且可以讓學生自制各種導體回路進行研究。學生很容易根據現象,結合自己學習過的電磁感應現象進行定性和定量的分析,在較短的時間內(如2~3節課)完成實驗。在實際實驗教學中可以鼓勵學生利用實驗平臺設計開發其他實驗項目,根據自己的想法自行設計完成實驗,這也有利于提高學生創新能力和解決實際問題的能力。

再次,平臺化的實驗儀器方便管理,易于維護。由于部分學生準備不到位、開放實驗本身較難等多種因素,開放實驗儀器很容易發生損壞。在廣西工學院大學物理實驗教學中心的實驗教學實踐中,開放實驗儀器損壞率相對較高,儀器維護成為教師教學工作的一個很大負擔。而平臺化的實驗儀器則方便維修與保養,只要有各種備用配件,就不會因為一些小的毛病而使儀器不能使用。

最后,平臺化實驗儀器的使用,可以帶動教師利用已有實驗儀器開發新實驗。如液晶電光效應實驗,實驗裝置本身已有半導體激光器、軌道、光功率計等,除了這套儀器原設置的實驗項目外,教師還可以根據自己院校的特點,配備其他光學配件,開設新的實驗項目,讓學生研究其他的光學現象。再如利用等厚干涉實驗裝置,可以設計實驗項目讓學生測量紙的厚度、頭發絲直徑、水的折射率等。這樣改造現有實驗儀器來開發新實驗項目,可以拓展教師思維,增加開放實驗數目,減少儀器購置費用。

4 需要配套的設施與條件

在大學物理開放實驗中,平臺化的實驗儀器雖然有諸多優點,但也需要多方面的軟件條件和硬件設施的配合,才能發揮出最大作用。

首先,要充分利用網絡資源。平臺化的實驗儀器需要學生更多地發揮自己的主觀能動性,但這要建立在學生掌握足夠的資料、對實驗原理和實驗目標有充分了解的前提下。普通的紙質實驗教材信息容量有限,很難滿足學生查找資料、設計實驗等多方面的需求?,F在各高校校園網建設均已比較完善,可以依托校園網建設物理實驗教學網站,搜集、開發各種網絡教學資源,利用各種網絡教學手段輔助進行開放實驗教學。以廣西工學院物理實驗教學中心自主建設的物理實驗教學網站為例,網站上有豐富的文字、圖片和視頻實驗教學資料,是學生在準備相關實驗時查找資料及實驗完成后分析實驗結果的好幫手,成為紙質教材的重要補充。

其次,開設虛擬仿真實驗。這類實驗可以讓學生通過網絡遠程模擬實驗進程,驗證自己的實驗設計。學生在使用平臺化實驗儀器時有更高的自由度,但同時也會帶來一些問題。學生很難在實驗前對自己的設計方案進行評價,為實驗給出預期結果。而開設的虛擬仿真實驗,可以讓學生在未接觸實驗儀器前,先在網上進行模擬實驗,得出模擬結果,從而完善自己的實驗設計。虛擬仿真實驗在現階段可作為實際實驗儀器的有益補充,而且隨著虛擬實驗項目的增多和遠程實驗平臺的完善,以后可以作為物理實驗課程發展的一個新方向。

5 結束語

大學物理實驗課程的開放實驗項目設置和儀器采購要切合課程教學目標,不要過于偏向高端化、集成化的實驗儀器。而依靠平臺化的開放實驗儀器進行實驗項目設置,不僅可以鍛煉學生的基本實驗技能,同時也可以提高學生實驗素質和動手能力。通過建設實驗教學網站,整合網絡教學資源,開設虛擬仿真實驗,有利于平臺化的實驗儀器發揮更大的作用。

參考文獻

[1]李未,陳小玲,何玉平.工科院校大學物理開放實驗教學模式探討與實踐[J].大學物理實驗,2011,24(4):97-98.

[2]高鳳梅,蔚國棟.構建工科院校物理開放實驗的措施和意義[J].寧波工程學院學報,2010,22(2):84-86.

大學物理學史物理實驗論文范文第2篇

摘要:結合當前工科院校物理實驗教學特點,以桂林理工大學物理虛擬仿真實驗教學中心為例,對物理實驗教學中存在的問題,虛擬仿真物理實驗的優點進行了概述,在此基礎上,對虛擬仿真實驗提出建設方案以及虛擬仿真實驗的解決方案。

關鍵詞:虛擬仿真實驗;大學物理實驗;仿真技術

物理學基本規律的發現及其理論的建立,以及促進生產技術的發展都是以嚴格的物理實驗為基礎的,物理實驗在物理學和生產技術發展中起過重要作用[1]。物理學科具有讓學生形成科學思維和掌握科學方法的條件,但是物理實驗課時較少,以桂林理工大學為例,一般工科專業僅32學時,僅靠課堂真實實驗教學遠遠不夠,大量的實驗不能開設,利用虛擬仿真實驗可以提高培養學生的學習能力和實驗能力,學生可以根據自己的興趣愛好拓展實驗。虛擬仿真技術是一門嶄新的綜合性的信息技術[2],物理虛擬仿真實驗教學中心建設對物理教育信息化、教育質量的提升和實驗教學改革產生積極并且重要的影響。在現有實驗的基礎上,積極開展虛擬仿真實驗項目,將會對現有實驗教學模式注入新的活力,對教育質量的提升和教學改革產生積極的影響[3]。

一、物理實驗教學中存在的問題

我校的物理實驗課程是面向全校理工科學生的基礎實驗課程,中心每年接受31個本科專業3000名以上的學生做物理實驗,總人時數約為100000。而一個完整的學生學習鏈包含:預習→課堂教學→實驗報告→復習→考試。在面向大規模學生教學時,受師資及硬件條件的限制,在預習、復習、考試環節通過真實實驗已無法完成并達到教學要求。同時,學校的實驗室用房緊張,目前未能根據不同的專業需要開設不同的實驗,更不能根據不同學生的愛好開設不同的實驗,這一情況在全國各高校的物理教學實踐中普遍存在。

1.預習環節。作為實驗課,預習環節不僅要掌握實驗原理和儀器的使用方法,更重要的是動手操作。只有看到“儀器”(而不僅僅教材上的文字),觸摸儀器才能對儀器的原理和操作有更深入的了解。在沒有仿真實驗時,由于實驗室的儀器設備無法開放滿足大多數學生的預習需求,學生進行物理實驗預習時只能通過書本進行,只能對理論知識進行預習。對學生來說,預習環節的不完善導致學生無法對實驗環境建立直觀認識,學生上課前對即將開展的實驗過程不熟悉,學生實驗中無法有目的地進行操作、觀察和獨立思考,并利用掌握的知識對現象進行合理分析討論,解決實驗問題。對教師來說,教師對學生預習情況的檢查只能通過學生提交的預習報告進行,而通過這些大同小異的預習報告教師無法在課前發現學生對實驗項目中普遍存在的難點、重點問題的把握,從而在實驗課中進行有針對性的講解。

2.撰寫實驗報告和復習環節。由于受到時間的限制,學生在課堂實驗上無法消化實驗教學的內容,在撰寫實驗報告和復習時如遇疑難,只能靠“回憶”。但實際上很多問題學生看到儀器就容易解決,但靠“回憶”的方式,往往得不到解決,這樣就導致學生對所學實驗根本無法掌握。這樣的教學過程導致很多學生上實驗課變成了完成任務,不利于學生對物理實驗學習的積極性,極大地影響教學質量的提高。

3.考試環節。物理實驗考試不僅要考察學生對理論知識的掌握,更要考察學生的實驗動手能力和思維能力。在同時面臨成百上千學生時,在有限的時間內,真實實驗儀器無法滿足考試需求。受到硬件、實驗室以及師資的限制,物理實驗考試尤其是動手操作考試很難進行,老師憑印象打分,成績因教師而異,考試不具備客觀性,這就使學生學習的積極性和參與熱情受到了極大的影響。

中心一直致力于把部分既能體現學科優勢特色,又能反映科研前沿的專業實驗,介紹給本科生。但由于這些儀器價格昂貴,耗材配備較多,管理嚴格,本科生難以接觸這些儀器,而且操作的難度很大。同時,中心并無這些較貴的儀器,無法開設這些實驗。若要專門開設這些實驗成本過高的實驗,資源消耗也比較大。這樣就使本科生失去了接觸和了解科研前沿的機會。

二、虛擬仿真實驗教學中心建設的意義

由于教學資源有限并且課時較少,僅靠課堂真實實驗教學不能很好滿足不同學生的不同興趣愛好,利用虛擬仿真實驗可以提高培養學生的學習能力和實驗能力。同時,部分實驗設備精密、結構很復雜、價格昂貴的儀器臺套數太少等很多問題亟待解決。虛擬仿真實驗可以實現開放式教學的先進的實驗手段,不僅可避免在實驗過程中貴重儀器設備的損壞現象,而且可以減少大量貴重儀器設備的投資建設。另外學生在宿舍也可以利用電腦或者手機就可以研究自己想要實現的實驗。而且通過虛擬仿真實驗和真實實驗的結合,能夠提高學生的創新能力。因此,很有必要建設虛擬仿真實驗。

三、虛擬仿真實驗的優點

傳統實驗設備隨著使用年限的增長,設備逐漸老化,維護設備的難度大、投入的成本高。一般儀器設備超過7年之后維護成本較高,嚴重影響教師上課,而更新設備花費較大,學校一般很難批準。虛擬仿真實驗和傳統的實驗相比,虛擬仿真實驗后續投入少,維護比傳統實驗容易,學生做實驗比較容易,在做實驗之前可以提前預習,減少對設備的不規范操作導致的設備損壞。

四、建設思路

以現有虛擬仿真實驗為基礎,進行虛擬仿真實驗與現有實驗進行資源深度整合,依托于桂林理工大學校級物理實驗教學中心成立了桂林理工大學物理虛擬仿真實驗教學中心。根據地方工科院校特點及人才培養的需要,按照“夯實基礎、激發興趣、創新教育、培養能力”的物理實驗教學指導思想提出了“虛實結合、相互補充、能實不虛”的建設原則,和“精選實驗,加強提高,學科交叉、相互銜接、探索創新”的建設思路。以此為指導構建大學物理虛擬仿真實驗教學體系,并持續推進實驗教學信息化建設和實驗教學改革與創新。進一步通過校企合作共建、共管,將中心建設成為專業特色鮮明、服務全校各專業并有一定區域輻射作用,全過程、多層次、系統化的虛擬仿真實驗教學基地。

五、虛擬仿真實驗提供的解決方案

通過虛擬仿真實驗,采用虛實結合的模式,解剖各個教學環節,能夠實現真實實驗不具備或難以完成的教學功能,使學生在宿舍、圖書館、機房等可24小時隨時通過仿真實驗系統進行物理實驗的預習和復習;可以在機房安排大規模的同時考試,考試系統內置有統一專家評判系統,對所有學生的評分都用同樣的標準,保證了評分的公平性。通過虛擬仿真實驗教學,還能促進教師實驗教學理念的提升,提高實驗教師應用現代化教學手段的能力。

目前,虛擬仿真實驗online版有實驗65個,在沒有實驗課的情況下,學生可選擇自己喜歡的實驗項目進行仿真實驗,增加物理實驗知識、開闊視野、體會物理實驗的魅力,為今后的研究型、創新型實驗的開展打下良好的基礎。虛擬仿真實驗教學中心的建設,能夠將貴重實驗設備虛擬數字化,使非專業人員也能模擬操作專業人員才能接觸的儀器。把本科實驗教學與學科專業特色結合起來,將科研成果及時向教學實踐轉化,利用仿真實驗實現對本科生的培訓。同時,學校也在積極爭取經費增加創新型、設計型新實驗,全方位提高學生的綜合能力。

六、結束語

物理虛擬仿真實驗室對現有實驗的補充和擴展,學生不受設備和平臺的限制,更不會受到時間和地點的限制,隨時可以根據需要對所學知識進行復習,對未學知識進行學習。使學生的動手能力、科學思維能力及對科學方法的掌握能力得到極大的提高。因此,建立虛擬仿真實驗教學平臺對桂林理工大學學生是很有必要的。

參考文獻:

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[2]陳守滿,姜建國.虛擬現實技術在教學中的應用[J].計算機應用,2002,(4):111-112.

[3]李平,毛昌杰,徐進.開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設提高高校實驗教學信息化水平[J].實驗室研究與探索,2013,32(11):5-8.

大學物理學史物理實驗論文范文第3篇

摘 要:為促進獨立學院進一步深化教學改革,加強學校建設,培養具有創新精神、實踐能力和創業精神的高素質人才,大學物理實驗中心實驗室有必要進行開放。闡述了獨立學院大學物理實驗中心實驗開放的背景,介紹了實驗開放的功能、開放實驗的考核辦法、實驗的開放實施與展望以及創新人才的培養。

關鍵詞:獨立學院;實驗開放;創新人才的培養

一、大學物理實驗中心實驗開放的背景

1.物理實驗開放的必要性

從2l世紀人才需要來看,要重視學生知識、能力、素質的全面培養,尤其要重視學生創造性思維、創新能力和技能的訓練與培養。傳統的物理實驗教學開設的實驗項目大多是一些基礎性、驗證性、演示性實驗,較少涉及綜合性、設計性、創新性實驗;在教學模式上,教師事先提供實驗指導書,規定了詳細的實驗步驟和操作細節,學生只能按照規定進行實驗,被動參與實驗教學。這種重復、被動的實驗教學模式,束縛了學生的手腳,在一定程度上限制了學生的創新思維和想象能力。對于上述問題,必須采用一種新的實驗教學體制,打破原來各專業開設實驗課程的框架,改變以傳授知識為主的傳統教學方式,樹立以傳授知識和培養能力并重的原則,“教”應向“學”全面開放,將學習的主動權交給學生,激發學生學習的主動性、積極性和創造性,使大學物理實驗室能夠全方位開放,提高實驗室和實驗設備的使用效益。

2.物理實驗與其他專業實驗的區別

各專業學院實驗針對各自專業進行試驗設計,上課人數比較少,專業實驗課針對性強,便于對學生進行試驗管理。而物理實驗針對學院理工科3000余名學生上課,學生人數多,給實驗室上課及學生管理帶來很大的難度。針對來自化工與材料學院、信息學院、計算機學院、機械與車輛學院、航空學院和數理學院,不同專業學院學生有不同的理論基礎,不同的專業方向,他們的需求側重是不同的,為此,設置不同的實驗項目,促進學生和專業實踐緊密結合,開放實驗勢在必行。

二、實驗開放的內容

實驗開放是充分利用實驗室現有資源、提高儀器設備使用率的有效措施。為學生提供實踐條件,也是大學物理實驗體系建設教學改革的重要內容。

實驗室開放的內容有:

(1)參觀實驗室,使學生更全面地了解學校實驗室建設情況、儀器設備狀況及功能、演示實驗現象及其科普功能;

(2)教學計劃規定的實驗,學生為了更好地掌握課內實驗操作技能,于課外時間可進入實驗室操作,繼續完成課內實驗要求。課內實驗與課外實驗相結合的實驗內容,學生有積極性作為自選項目,可進入實驗室做實驗;

(3)學生設計性實驗及創新性實驗,由學生提出實驗目的、實驗方案,由科任教師指導同意進入實驗室,鼓勵參加課外科技活動、科技競賽的學生進行科技創作,教師提出實驗研究課題,鼓勵學生參與課題研究。

三、實驗開放的功能

1.演示實驗科普功能

演示實驗是物理教學中重要的教學手段和有效的教學形式,能培養學生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學習方法。演示實驗室的建設既注重物理及科技的前沿發展,同時也注重科普性和趣味性。學生置身于物理情景中,可以對理論課堂上的物理概念和規律獲得感性認識,產生良好的情緒和學習動機,激發學習興趣。例如,直升機角動量守恒演示儀,學生可以自己“駕駛”飛機穩定飛行或轉彎,同時又理解了直升機兩個螺旋槳的角動量守恒原理。這種與實際緊密相連的演示項目,使學生從實驗中認識到物理知識在生產活動中的作用,自然就會對物理學習產生興趣。

2.設計性試驗的輔助功能

設計性試驗要求學生自行設計實驗,靈活運用知識和技能進行創新性思維的實踐活動。每次實驗前,教師提出要求,學生根據題目和要求,獨立查閱資料,制定實驗方案,在自己認真思考的基礎上,提出解決問題的設想,讓學生進行試驗答辯。充分發揮學生的主觀能動作用,調動學生自主學習的積極性。設計性試驗選項盡可能多樣化,多給學生自主權,讓學生多自行發揮。實踐證明,加強設計性實驗,能使學生的思路越來越廣,動手能力越來越強。設計性試驗讓學生多做,原理設計、儀器熟悉、實驗探討方面多給學生時間,課堂時間遠遠不夠,好的解決辦法,應對學生進行實驗室開放。

3.創新實驗創新功能

創新性實驗的教學具有更為廣泛的自主性、探索性和綜合性。實驗的主體是學生,實驗內容的完成依賴于學生的自主創新設計,以學生為主體,尊重學生的個性特征,鼓勵其張揚創新思維。創新實驗教學模式是以學生為中心,實現了實驗教學活動由“教”向“學”的轉變,更有利于提高學生的積極性、創造性和探索性。創新實驗的實現,課堂時間遠遠不夠,由此讓學生來到實驗室,多給學生自主權,讓學生多自行發揮,激勵學生大膽創新,實現夢想,提供好的創新科研環境。

四、開放實驗的考核辦法

結合“基本技能→應用訓練→綜合設計”的遞進式、多層次實踐能力培養模式,制定更為科學的、分層次的大學物理實驗考核辦法。

1.科普功能考核辦法

改革實驗考核辦法,促進學生利用實驗室。重在考核學生的實際操作能力、解決實驗中出現的問題的能力,實行實驗項目抽查考試,把一學期內所開設的所有實驗進行編號,由學生自行抽取并按編號對應的實驗進行現場操作,評判老師綜合操作過程的整體情況對實驗考試進行打分。實驗成績按預習、實際操作、實驗報告、實驗項目抽查考試四個部分組成,其中實驗項目抽查考試所占比重較大。從我校實行的一段時間來看,這種考試辦法能更好地激發學生參與實驗的內驅力。

2.常規輔助考核

對于基礎類實驗項目,學生完成實驗,提交實驗報告,由實驗教師評閱,根據其完成情況核定成績,并計入相關課程的平時成績。

對于設計類實驗項目,可為學生建立開放實驗管理卡,由指導教師填寫。學生累計完成8學時實驗記0.5學分。

3.創新功能考核

開放實驗納入學生自主個性化學習環節,學生參加開放實驗的成績經考核合格后可按照開放實驗項目學時數計入自主個性化學習分。理工科學生每修滿16學時開放實驗認定0.5學分,最多不超過1學分。理工科學生完成開放實驗的自主個性化學習分具體計算方法由各學院制定,報教務處審批。學生通過開放實驗取得成果,可以申報相關評獎項目。

五、實驗的開放實施與展望

1.實驗的開放實施

首先實驗設施的增加與完善,原有實驗室6個房間,450平方米,現有實驗室12個房間,800多平方米,新增儀器設備多臺套,增加了設計性試驗和創新實驗室。

實驗室的開放使實驗室的利用率得到提高,實驗室的開放可以使實驗室資源得到更好的利用,使實驗室能真正服務于學生。

實驗開放使學生自主實驗能力得到提高。開放實驗室能為學生提供自由、寬松的實驗環境,可以使學生由“被動式”實驗變為“主動探索式”學習,極大地提高學生學習的興趣和學習的主動性。

實驗開放還使實驗教師隊伍建設得到提高,為實驗室開放過程中有足夠的指導力量作保證,學校應制訂相應的政策,對在實驗室開放工作中取得突出成績的教師和實驗技術人員給予充分肯定和獎勵。

開放實驗室取得成果,設計性試驗項目增加,我們新開設實驗項目有:重力加速度的測定、微小長度的測量、整流濾波電路設計、聲光控電子制作等十多個項目。創新實驗已完成“光學實驗室光源改進”和“LED燈箱制作”等多個項目。

2.實驗開放的展望

實驗開放在學時少的情況下,結合物理實驗在實踐實訓能力培養上的特點,打破傳統的物理實驗教學體系,創新性地提出“基礎實驗→應用訓練→綜合設計”遞進式、多層次的實驗教學體系,突出物理實驗在應用型人才培養方面的地位與作用。

實驗中心改革原有的兩小時制實驗,規范實驗教學管理,探索出開放實驗在實驗輔助教學中的新路子,研究并制訂三小時制實驗的實施方案,提高實驗教學效果;規范實驗教學,制訂出完善的實驗教學管理制度和開放實驗室管理制度;結合新的實驗教學體系,加強學生實驗過程和創新能力考核,構建起多層次的大學物理實驗教學組織形式,針對實驗新教學體系,制訂行之有效的教學組織形式和考核體系。

實驗開放無疑是提高實驗室和儀器設備利用率的重要措施,是加強學生技能訓練和創新能力培養的主要手段,激發學生學習的自主性和積極性,充分發揮其潛能,提高解決實際問題的能力,進一步彰顯實驗室開放的綜合效益,為應用型人才及創新型人才的培養發揮效能。

參考文獻:

[1]朱世坤.開放式實驗教學模式的探索與實踐研究.大學物理實驗,2007,20(2):86-89.

[2]王興邦.實驗室開放的內涵與機制研究.實驗室研究與探索,2009,28(5):11-13.

[3]嚴薇,袁云松.加強實驗室開放為培養創新人才提供良好支撐.實驗室研究與探索,2009,28(5):16-17.

?誗編輯 張珍珍

大學物理學史物理實驗論文范文第4篇

摘要:系統闡述了大學物理設計性實驗的特點、開發過程、種類,并介紹了北京建筑工程學院開設大學物理實驗設計性實驗的實際情況、教學實例。

關鍵詞:設計性實驗;實驗教學;開發

作者簡介:曹輝耕(1960-),男,北京人,北京建筑工程學院理學院,講師。(北京 100044)

北京建筑工程學院(以下簡稱“我?!保┐髮W物理實驗是面向全校學生開設的唯一獨立設課的公共必修實驗課程,共有19個基本實驗項目,多數是以觀測性的實驗為主,其實驗的原理、方法、數據處理等都具有經典性的特點,這是給學生傳授基礎實驗知識和實驗技能非常重要的環節。但是,這些實驗內容采用固定的教學方法和教學時間,對培養學生的獨立思考和綜合設計能力是不利的。針對我校大學物理實驗教學的現狀,對學生進行具有科學實驗全過程訓練性質的設計性實驗教學是十分必要的。所以,設計性實驗的開發對培養學生的獨立思考和綜合設計能力有著重要意義。教育部在大學本科教學評估指標中,對設計性實驗提出了明確的要求,因此,在教學中研究和運用設計性實驗是必不可少的,本文結合我校大學物理實驗教學實踐及筆者對設計性實驗的研究,闡述了大學物理實驗設計性實驗開發的有關問題。

一、設計性實驗的特點

大學物理實驗設計性實驗區別于普通的大學物理實驗,它具有自己的特點。它是在學生具備一定的物理實驗基礎知識及相關能力之后進行的一種較高層次的教學實踐活動;是指學生在教師的指導下,根據給定的實驗設計要求,自己查閱資料、設計實驗方案、選擇實驗儀器,獨立完成實驗并對結果進行分析處理的實驗。

二、大學物理實驗設計性實驗的開發過程

一個大學物理實驗設計性實驗的開發有一個完整的過程。(1)選題。設計性實驗課題太難或太易都不能充分調動學生的學習積極性,也就達不到培養學生的獨立思考和綜合設計能力的目的,因此,選題是否合適必然影響教學的實際效果,應從以下幾個方面考慮。第一,選題不能只考慮課題的前沿性,否則,學生會由于課題太難而喪失積極性;當然,選題太容易學生也會失去興趣。因此,根據學生已有的知識和實驗技能,應當選擇學生經過努力可以達到的實驗課題。第二,要考慮實驗室具備的儀器條件,盡量選擇那些實驗室能夠提供相關儀器(僅需購置少量配件)的實驗,使學生能夠自己實際操作以檢驗和修正自己的設計方案,這一過程對培養和提高學生的綜合設計能力是尤為重要的。第三,還要考慮相關資料學生能否從某個途徑順利獲取。所以,教師應根據實際情況選擇合適的設計性實驗課題。(2)搜索資料并分析。教師根據實驗課題查閱有關資料,收集各種相關實驗內容,然后通過分析、比較、綜合,選擇制訂出一個實驗上可行、實驗條件允許的初步實驗設想。(3)擬定實驗方案。為達到實驗要求而制定的理論根據、實驗方法和實施步驟。對實驗方案進行論證,有兩個方面:一是理論論證,要論證實驗方案是否具有科學性、合理性和可行性,二是初步實驗檢驗論證,從初步實驗中發現沒有考慮到的漏洞并及時修正,以觀察實驗現象為主,適當測量重點數據,判斷實驗能正常進行即可。(4)確定實驗要求和教學方案。設計性實驗的實驗方案確定后,可以采取多種不同的教學形式,通常由實驗室準備好實驗儀器,學生根據實驗方案動手進行實驗操作并獲取實驗數據、完成實驗數據處理;對實驗室不具備實驗條件的課題,可以采取學生分別設計實驗原理和方案然后進行討論的方式。要根據實際情況制定出設計性實驗的實驗要求(學生用)和教學方案(教師用)。

三、設計性實驗的種類

根據設計性實驗的教學目的和要求,主要從以下幾方面進行開發。(1)以測量某個物理量為目的而開發的設計性實驗。例如:透明薄膜折射率的測量、用補償法測量電流,針對具體要測量的物理量選擇和設計實驗方案。這一類設計性實驗是培養學生發散性思維能力的一種思路。(2)以驗證物理規律為目的而開發的設計性實驗。例如:分壓與限流電路特性研究,學生要考慮分壓與限流電路各自適用的條件,這一類設計性實驗對于培養學生科學實驗能力是非常重要的內容。(3)以制作實驗裝置為目的而開發的設計性實驗,這一類設計性實驗既能培養學生的設計創新能力,又能培養學生的動手制作能力;設計制作的內容要適合學生的實際情況和實驗室的條件,不能脫離實際。例如:搭建太陽能電池性能測試裝置,實驗教學效果很好,該實驗在設計性實驗實例中會詳細介紹。

四、我校開設大學物理實驗設計性實驗的情況

多年來,我校物理實驗室只能開出六個設計性實驗,內容覆蓋面很窄,遠不能滿足教學需要,由筆者負責的教研項目“大學物理實驗設計性實驗的開發”已經完成,該項目根據實驗室現有設備適當補充部分配件,開發出八個新的設計性實驗項目。實驗一,分壓與限流電路特性研究;實驗二,用補償法測量電流;實驗三,用劈尖法測量薄膜的厚度;實驗四,測定未知光波長及角色散率;實驗五,透明薄膜折射率的測量;實驗六,搭建太陽能電池性能測試裝置;實驗七,掠入射法測三棱鏡玻璃及液體折射率;實驗八,白光再現全息圖。使內容覆蓋面更全面,促進學生的全面復習,鍛煉學生的意志,強化對學生的實驗技能及實驗設計思想的培養,是一次再學習、再深化的過程。設計性實驗作為期終考試,在考試前,實驗室統一制定每個設計性實驗項目的目的和要求,采用抽簽方法,學生們抽到哪道題,就設計哪個實驗,讓學生們查閱有關資料,互相討論,初步構思設計性實驗方案,并到實驗室試做、熟悉儀器及元器件使用,最后完成設計性實驗的實驗方案、操作、測量、數據處理等全過程。設計性實驗教學是一個長期的、不斷改進、不斷提高完善的過程,相信在大學物理實驗教學中,設計性實驗教學過程會越來越科學、合理,在人才培養中會發揮越來越顯著的作用。

五、設計性實驗實例

由筆者指導的三名學生在2010年北京市大學生物理實驗競賽中獲得三等獎,參賽題目:太陽能電池性能測試。在此基礎上,筆者開發了設計性實驗:太陽能電池性能測試。該實驗作為一個綜合設計性實驗,聯系科技開發實際,有一定的新穎性和實用價值,能激發學生的學習興趣;設計制作太陽能電池性能測試裝置,使學生對直流電路的綜合設計能力和測量方法的靈活運用都得到很好的鍛煉和提高。

設計要求(學生用):實驗六太陽能電池性能測試

實驗目的。(1)學習太陽能電池基本原理。(2)掌握太陽能電池基本特性、測試方法及應用。

設計要求。(1)搭建太陽能電池性能測試裝置。(2)測量太陽能電池基本性能參數。

教學方案(教師用):實驗六太陽能電池性能測試。

簡介:

1.搭建太陽能電池性能測試裝置,并測量太陽能電池基本性能

測試裝置設計電路如圖1,用替代開關完成檢流計和電流表及滑線變阻器和電阻箱的變換,實現測量太陽能電池基本性能:常數I0,;參數:短路電流ISC,開路電壓UOC,最大輸出功率Pmax,填充因子FF。補償法測開路電壓簡單準確。程序處理數據使測量結果快捷準確。

2.以太陽能電池為基本部件,搭建小型實用裝置太陽能電扇(教師演示作品)

用太陽能板帶動小電扇轉動。因為電扇轉動時電流需求大,所以當電扇起動時用5號電池帶動,然后換到電池板(光照)帶動,則可以實現太陽能電池的應用。太陽能電扇組裝巧妙,廢舊部件利用經濟實用,效果很好。

3.設計原理

太陽能電池能夠吸收光的能量,并將所吸收的光子的能量轉化為電能。在沒有光照時,可將太陽能電池視為一個二極管,其正向偏壓U與通過的電流I的關系為:

其中常數I0是二極管的反向飽和電流,n是理想二極管參數,理論值為1。K是玻爾茲曼常量,q為電子的電荷量,T為熱力學溫度。常數。

太陽能電池的基本技術參數除短路電流ISC和開路電壓UOC外,還有最大輸出功率Pmax和填充因子FF。最大輸出功率Pmax也就是IU的最大值。填充因子FF定義為:

FF是代表太陽能電池性能優劣的一個重要參數。FF值越大,說明太陽能電池對光的利用率越高。

4.實驗儀器與裝置

電源、白熾燈、太陽能電池、遮光罩、萬能電壓表、萬能電流表、電阻箱、滑線變阻器、撿流計、單刀(替代)開關若干。線路如圖2。

5.測試方法

(1)在沒有光源(把太陽能電池板遮?。┑臈l件下,測量太陽能電池正向偏壓時的1-U特性(直流偏壓從0-6.0V)。1)把滑動變阻器調到最下端,合上a和b,合上e和f,合上A和B,則電路聯通。調節滑動變阻器分壓使電流表電流為5~50μA變化,分別測定電壓的對應值。2)利用測得的正向偏壓時1-U關系數據,畫出1-U曲線并求出常數和I0的值。

(2)用白熾燈光照射太陽能板,測量太陽能電池的一些特性。光源到太陽能電池距離保持為20cm。1)本實驗運用補償法進行開路電壓的測量。合上a和b,e和d,合上 B,合上A,測量開路電壓。調節滑動變阻器分壓,點接通檢流計,使之指針指零,滑動變阻器分壓與電池開路電壓補償,則可準確的測定開路電壓,即為此時電壓表的值。2)測量短路電流。合上b和c,e和f,合上B,斷開A。把電阻箱調到0,此時電流表讀書為短路電流。3)調節電阻箱,使電流和電壓發生變化,做出I-U圖像,并求出最大輸出功率Pmax。4)通過公式,計算填充因子。

6.太陽能電扇

舊儀器部件組裝:太陽能電池板,拆除所得廢舊電腦小風扇(含電機),手工底座,導電管,連接插頭(見圖3,4)。

參考文獻:

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[5]張銳波.大學物理實驗項目的系統設計[J].大學物理實驗,2003,16(2):84-86

(責任編輯:蘇宇嵬)

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大學物理學史物理實驗論文范文第5篇

設計型實驗不是基礎實驗的重復, 而是作為基礎實驗的提高和深化。它是在教師的指導下, 學生選擇實驗課題, 應用已經學過的物理化學實驗原理、方法和技術, 查閱文獻資料, 獨立設計實驗方案, 選擇合理的儀器設備, 組裝實驗裝置, 進行獨立的實驗操作, 并以科學論文的形式寫出實驗報告。由于物理化學實驗與科學研究之間在設計思路、測量原理和方法上有許多相似性, 因而對學生進行設計型實驗的訓練, 可以較全面地提高他們的實驗技能和綜合素質, 對于初步培養科學研究的能力是非常重要的。

1 設計物理化學實驗的方法和步驟為

(1) 設計實驗的程序。認真研究題目的內容和要求, 包括題目的所屬范疇, 數據結果要求的精密度和準確度, 哪些是直接測量的量哪些是間接測量的量, 難點是什么, 影響因素有哪些等。進行調研工作。查閱有關的文獻資料, 包括前人采用過的實驗原理、實驗方法、儀器裝置、反應容器等, 進行分析、對比、綜合、歸納。對實驗的整體方案和某些難點的局部方案進行初步的設想和規劃, 并寫出預習報告 (除常規的要求外, 必須有整體測量示意圖及所需的儀器、藥品清單) 。實驗前一周將預習報告交任課教師, 以便審查方案和準備儀器、藥品, 否則不予做實驗。

(2) 設計實驗的方法。首先根據題目內容和要求, 選擇合適的實驗研究原理和測量方法, 可以從前人已做過的工作中選擇, 也可以在前人研究的基礎上提出新的實驗研究原理和測量方法, 也可以將前人的實驗研究方案作些改進。當然如能取各家之長, 重新設計更完善的實驗模型更好。選配合適的測量儀器。在測量原理和測量方法確立之后, 應著眼于選配合適的測量儀器。所選的儀器的靈敏度、最小分度值和準確度應滿足測量的誤差要求, 但勿盲目追求高、精、尖。測量裝置要盡可能簡便, 容易操作與籌建。特別應注意實驗儀器的精度配置, 否則會造成不必要的浪費。例如, 若實驗結果用記錄儀記錄, 通常只有3位有效數字, 所以如果實驗中需要測量電壓數值, 則不必選用有5位有效數字電壓表。設計的原則應體現科學觀念、實踐觀念與經濟觀念。反復實踐, 不斷總結。實踐是檢驗真理的標準。實驗設計方案是否可行, 最后要通過實踐來驗證。由于人們的認識與客觀事物的規律不一定完全符合, 因此在實踐中出現這樣那樣的問題是必然的。要善于發現問題, 總結失敗的經驗教訓, 不怕困難。在反復實踐中不斷改進, 不斷完善, 直至取得滿意的結果。

(3) 設計實驗的要求。所查文獻要至少包括1篇外文文獻, 同時有關設計型實驗的預習報告和實驗報告要求用英文書寫, 以培養學生的專業英語的閱讀和寫作能力。學生必須自己設計實驗、組合儀器并完成實驗, 以培養綜合運用化學實驗技能和所學的基礎知識解決實際問題的能力。

2 實驗試劑條件的選擇

物理化學實驗以性質測定為主, 只要能較好地體現所測定體系的物理化學性質, 試劑以選用低毒乃至無毒品為佳.允許有條件地少量使用貴重且用量不大的試劑, 禁止使用高毒試劑, 國家管制試劑的使用要嚴格執行審批和監管程序。試劑種類以常見及武漢市面上容易購買的試劑為基礎.所需試劑請在實驗7天前到實驗室咨詢, 以確定安排購買、改用其它試劑或另作其它安排.

3 設計性實驗需要注意的問題

為了達到設計性實驗的目的, 又能避免實驗設計涉及儀器范圍過寬、使用試劑品種過多, 使實驗能切實可行的進行, 需要注意和重視以下問題:

(1) 設計性實驗是指采用兩個及兩個以上的原來屬于獨立的實驗, 經實驗測定獲得原實驗未曾獲得的新的物理化學數據的實驗;或采用兩種及兩種以上原理綜合設計或改進的可以獲得更多、更新實驗數據的實驗;或跨專業、跨學科的實驗組合。

(2) 設計性實驗是指基礎物化實驗課中沒有做過、常見實驗講義中沒有, 需要查閱資料, 根據已學知識, 自主確定實驗原理, 自主設計實驗操作過程的實驗。

(3) 使用精密、貴重儀器的數量, 設計實驗一般不超過2臺套, 小型設備不限。

(4) 試劑一般不超過5種 (同一物質不同濃度算一種) , 實驗時間限定在6~8小時內。

(5) 同一大組內宜設計相同的實驗, 在實驗設計準備過程中應有明確分工, 相互配合, 團結協作。

(6) 實驗前應完成實驗設計的完整設計報告, 包括實驗目的、原理, 所需儀器試劑, 具體操作步驟, 需記錄的數據, 數據的處理方法等各項內容, 并交一份有小組全部成員簽名的打印稿給實驗室存檔。

(7) 實驗設計報告應在該實驗開始前1周交實驗指導教師檢查, 無重大原理、原則性錯誤, 并經實驗室權衡儀器試劑的使用分配后, 即可組織實施。

(8) 實驗中所有需要配制溶液的, 均自行完成;需要配制標準溶液的, 應報經實驗室認可后, 在實驗前1~2天到實驗室自行完成;多個實驗均需要的公共溶液由實驗室配制完成。

(9) 允許實驗失敗 (即得不到預想的實驗結論) , 但應給出盡可能詳細、令人信服的分析說明, 否則以未完成實驗論處;也允許在實驗中不斷地更正設計錯誤, 但一般以不突破時間限制為宜。

(10) 有特殊要求的實驗, 應在實驗設計報告中特別說明, 經指導教師同意后方可實施。

(11) 設計性實驗結果在公開刊物上發表的, 應送一份單行本或復印件給實驗室存檔, 否則取消實驗指導教師今后指導設計性實驗的資格, 直至補存為止。

摘要:提出了大學物理化學進行設計性實驗的必要性, 闡述了實驗設計的方法和步驟, 提出進行實驗設計中實驗試劑的選擇和需要引起注意和重視的問題。

關鍵詞:物理化學實驗,設計性

參考文獻

[1] 王麗梅.物理化學實驗教學改革與實踐[J].科技情報開發與經濟, 2008, 18 (3) :115.

[2] 曾明榮, 黃婷婷, 翁建新.物理化學實驗教學改革創新與實踐探索[J].高等理科教育, 2008, 16 (4) :26.

大學物理學史物理實驗論文范文第6篇

(西安石油大學,陜西 西安 710065)

摘要:將計算機仿真技術運用于大學物理實驗教學是提高教學質量促進物理實驗改革的重要舉措。仿真實驗完善了物理實驗的教學過程、豐富了教學模式,是新形勢下科技進步的產物。結合西安石油大學仿真實驗的教學實踐,總結分析了現階段仿真實驗的教學特點和教學現狀以及運行過程中出現的問題。通過闡述仿真實驗的積極意義和不足之處,說明其在實驗教學中的輔助地位,并給出完善仿真實驗的建議。

關鍵詞:仿真試驗;大學物理實驗;教學實踐

一、引言

物理學對于人們科學素質的培養有著重要的地位,其中物理實驗教學做為一門基礎實驗課程肩負提高學生的綜合素質、培養學生的實踐能力與創新能力的工作,成為大學教育階段人才培養必不可少的一部分[1]。傳統物理實驗教學由于受教學資源、教學時間等各種因素的限制,滿足不了現階段不斷提高的教學要求。伴隨著仿真技術的迅速發展,計算機仿真實驗系統在物理實驗教學中得到了廣泛的應用。仿真實驗系統是以數學理論、相似原理、信息技術、系統技術及其他相關的專業技術為基礎,以計算機和各種物理效應設備為工具創建的非實物形態的實驗體系。在仿真實驗中沒有以實物形態存在的實驗儀器,實驗者通過對虛擬的軟件進行操作得到類似于真實實驗的實驗結果,以這種方法去認知真實的世界[2],虛擬實驗環境下進行的計算機仿真實驗,讓物理實驗教學走出實驗室,在最大可能節約實驗室硬件資源的同時,克服了實驗教學長期受到場地、課時等等條件的制約 [3,4],為大學物理實驗開辟了開放性、設計性甚至研究性實驗教學的新途徑[5,6]。為了適應物理實驗教學的發展,提高學生綜合實驗技能以及培養廣大學生對物理實驗課程的興趣,西安石油大學于2013-2014學年第二學期開始將仿真實驗納入全校理工科物理實驗課程教學大綱,形成了在傳統物理實驗的基礎上結合開設仿真實驗的綜合教學模式,教學實踐完善了物理實驗教學方法和教學內容,提高了物理實驗課程教學質量,仿真實驗教學實踐收到了良好的教學效果,在實踐過程中出現的各種問題也值得我們思考和探索.

二、仿真實驗的特點

仿真實驗解決了實驗室師資與學生規模失調的問題,仿真實驗不受實驗課時的限制,只要仿真實驗服務器在運行,任何配有計算機設備和網絡的地方學生都可以進行操作,延長了實驗時間,具有可操作性強、重復性好的特點[7]。隨著計算機軟硬件及校園網的發展,大學物理仿真實驗在開發技術和功能各方面都在不斷提升,仿真實驗軟件利用組件的理念開發出物理仿真儀器庫,使仿真實驗實現了可自主設計實驗方案,自主選擇實驗儀器,不僅滿足了基礎實驗教學的開展,同時為設計性實驗、研究型實驗的開展提供了條件。仿真試驗采用學生為主體、教師為主導的教學方法。學生根據不同測量結果的要求,可自擬實驗方案,根據實驗方案靈活選擇實驗儀器,激發學生實驗興趣的同時引導學生創新思維,創新能力的形成。仿真實驗軟件提供實驗數據接口,能夠得到實時實驗狀態,給出實驗結果評判,實驗靈活度高、針對性強,界面友好、實驗指導信息豐富,實驗提示欄在學生操作實驗時,實時提示相關儀器的名稱、功能、操作方法等信息,實驗幫助文檔融合了實驗簡介、實驗原理、實驗儀器、實驗內容,實驗指導。學生可在提供的實驗提示信息及實驗幫助文檔的指導下順利完成實驗內容。

三、仿真實驗教學現狀

1.仿真實驗教學內容。西安石油大學物理實驗課程中要求學生在一學期的時間內除了完成實驗室的八個必做實驗項目外還需要在網上選作兩項與本學期實驗室實驗內容不相同的仿真實驗項目。仿真實驗采用大學物理實驗中心仿真實驗室和遠程服務器終端對學生開放的方法完成。依照逐步提升的層次化、模塊化的教學體系,遵循基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗的發展順序,依次對學生開放的仿真實驗項目共計31項,界面主要包括:力學實驗的5個項目、熱學實驗的3個項目、光學實驗的6個項目、電學實驗的10個項目、電磁學實驗的3個項目、近代物理實驗的4個項目。

2.仿真實驗教學過程中出現的問題。首先是服務器穩定性的問題,西安石油大學物理仿真實驗開設在大學一年級的第二學期,此階段學生課程任務繁重,社團活動多,很多同學總是把兩項仿真實驗拖到最后的時間集中進行完成,造成仿真系統服務器經常癱瘓的現象,實驗室就此現象升級服務器,并要求學生合理利用時間盡早完成仿真實驗,不要出現學期末扎堆的現象,同時建議學生按照院系進行分時段登錄操作,完善仿真實驗系統的穩定性。

其次是軟件的安全問題,部分學生反映在使用軟件時出現登陸不了仿真系統大廳的現象,老師們和廠家溝通發現是人為更改了登陸密碼,由于仿真系統使用的是同一個登陸用戶名和密碼,所以更改后出現原有密碼失效的現象,后面經過對密碼進行復位操作以及在數據庫中新增一百個用戶,暫時解決了登錄失敗的問題。為了維護軟件的自身安全防止黑客的攻擊,需要軟件開發人員對軟件進行不斷修補和升級,維護正常的教學秩序,提高軟件的安全性。

3.虛擬仿真實驗教學平臺建設。為進一步完善實驗教學過程,提高實驗教學水平,物理實驗中心在原有的大學物理仿真實驗基礎上增添了物理實驗預習評判系統和物理實驗考試系統兩項教學軟件。物理實驗預習評判系統是在大學物理仿真實驗基礎上,進一步加強虛擬實驗的模型設計,建設在線實驗預習環境。學生在課前通過預習系統操作仿真實驗,了解實驗原理、內容及實驗儀器的操作方法,建立起對實驗的直觀認識和完成實驗的思路。自動評判的預習成績幫助學生及時了解學習效果,也有助于教師掌握學生預習情況,針對性的調整教學重點。

四、仿真實驗教學展望

仿真實驗以自身強大的功能特點在實驗教學中得到了良好的教學效果,被越來越多的學科領域廣泛應用,成為實驗教學環節中必不可少的一部分。仿真實驗帶給實驗教學最大的便利就是節約了實驗儀器,靈活了實驗時間、實驗空間,給廣大師生教學帶來了實實在在的方便。但是仿真實驗主要是對實驗所需要的儀器和操作方法的模擬,不能充分體現真實的實驗環境下的實驗結果,大學物理實驗課注重培養學生的動手能力,學習規范操作各種實驗儀器以及應對實驗過程中的實際突發問題。

在現階段的仿真實驗的建設實踐中,應該注重將科研成果與教學相結合,將科學發展的成果融入到基礎教學中來,我校物理實驗中心實驗教材中已經引入光纖光柵傳感技術的部分研究成果,下一步在仿真實驗項目中增加相應的研究型實驗對于豐富和擴展學生的知識面,提高綜合實驗技能,加強學生的科學素質和創新意識的培養尤為重要。

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